富氧对流化床气化碳转化率影响的试验研究

摘要

流化床气化技术是一种方兴未艾的煤气化方式,它有许多优点,如直接利用碎煤气化;气化生产中污染物少;气化强度大等。但是,流化床气化也存在着严重的问题,如炉底冷渣含碳量可高达40%,飞灰含碳量可高达50%。这样,就带来了排渣和煤气带出的飞灰含碳量高、碳损失大的问题,这已成为阻碍流化床技术推广应用的瓶颈。
　　 本课题研究和解决流化床气化时飞灰、炉渣含碳量高的问题。研究时,主要采用试验的研究方式。试验中采用先进的膜分离技术制取氧浓度为30%富氧,与水蒸气混合作为气化剂,并在试验中逐渐改变氧浓度。课题研究的主要内容是氧浓度对飞灰和炉渣含碳量及碳转化率的影响,同时试验研究了不同汽煤比和不同的煤种对飞灰和炉渣含碳量、气化强度及煤气热值的影响。
　　 试验结果表明,相对于氧浓度为21%的气化剂,浓度为30%的富氧与水蒸气做气化剂时,长焰煤和烟煤的飞灰含碳量分别降低了11.1%和8.24%,炉渣含碳量降低了20.5%和5.19%,碳转化率提高了6～9%。同时提高煤气热值大约1MJ/m3,并可以增大炉子的气化强度,减小了飞灰相对质量。可以看出,试验中氧浓度影响程度在用年轻的长焰煤试验时体现的更加明显。文中对各个试验结果进行了详细的分析和总结,计算了各种试验参数时的碳转化率、热效率及气化效率,并详细计算了氧浓度为30%时长焰煤试验时的物料平衡、热平衡等。
　　 但是由于时间紧及本人能力和试验条件的限制,有些问题还需要进一步深入的研究和探讨:(1)本文仅对氧浓度为30%以内的富氧进行了试验研究,接下来需要在更大氧浓度的范围内进行试验和验证,取得更大范围的氧浓度对碳转化率等试验结果的影响;(2)文中只是进行了宏观的气化试验,对试验结果进行分析。但需要对煤在气化炉内的反应机理和过程进行进一步研究,特别是对飞灰和炉渣的形成机理做进一步深入研究,为流化床富氧气化炉的投入使用和推广提供更为可靠的依据。